一种圆柱锂离子电池三电极结构及其制作方法与流程

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种圆柱锂离子电池三电极结构及其制作方法。

背景技术：

1、锂离子电池在使用过程中，内部电解液和电极材料会发生副反应，例如电解液的消耗﹑负极sei膜增厚﹑电压降低﹑负极析锂等影响循环稳定性。为了能够原位检测电池内部化学和电化学反应，三电极装置就应运而生，在电池预充化成过程中，通过引入参比电极可得到正﹑负极各自相对稳定的基准电极的电压变化，实现对电池内部电化学反应进行原位检测。

2、目前行业里三电极装置多以软包电池为主，将电极片以叠片的形式封装，能够满足其各项数据的分析测试，而由于圆柱电池的结构特殊性，传统的三电极装置的制作方法并不适用，难以有效准确的表征各项参数。圆柱型三电极装置制作时存在难以引入参比电极且在产线用钢壳封装步骤繁琐，效率低下的问题，因为制作需借助圆柱锂电池的组装线设备，在钢壳底部打孔弄，引入参比电极，然后经过注液，焊接，封装等步骤完成。在制作过程中不仅需要的设备众多，而且封装也会产生问题，制作之后良率低，不利于推广，所以有必要开发一种简便﹑快速制作的三电极装置。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种圆柱锂离子电池三电极结构及其制作方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种圆柱锂离子电池三电极结构，包括铝塑膜、圆柱卷芯、正延长极耳、负延长极耳和参比电极；正延长极耳与圆柱卷芯的正极焊接；负延长极耳与圆柱卷芯的负极焊接；所述参比电极的一端贴附在圆柱卷芯的内侧极片上；参比电极的自由端沿垂直于圆柱卷芯轴线的方向伸出圆柱卷芯；铝塑膜将圆柱卷芯、正延长极耳、负延长极耳和参比电极封装在内，且正延长极耳的自由端、负延长极耳的自由端和参比电极的自由端露出铝塑膜外。使用铝塑膜作为圆柱卷芯的封装壳，并且参比电极沿垂直于圆柱卷芯轴线的方向露出铝塑膜，不需要钻孔，大大简化三电极结构。

4、作为本发明的一种优选方案，所述的参比电极包括具有绝缘漆的铜丝，铜丝的两端部均为裸露端，其中一裸露端包裹有锂片形成锂片包裹端，另一裸露端为自由端；锂片包裹端位于圆柱卷芯的内侧极片上。

5、作为本发明的一种优选方案，所述锂片的厚度为1mm；所述铜丝的直径为10μm -50μm。

6、本发明还提供了一种圆柱锂离子电池三电极制作方法，步骤为：

7、制作参比电极：

8、除去铜丝两个端部的绝缘漆，得到两端裸露中间绝缘的铜丝；并在铜丝的一裸露端包裹锂片，得到参比电极；所使用的铜丝是具有绝缘漆的铜丝，使用刀片将两端部的绝缘漆刮去，将铜裸露在外；锂片是从充满惰性气体的箱体内取出，并用钢壳碾压成所需的厚度、长度和宽度；锂片跟铜丝裸露端紧密贴合。

9、圆柱卷芯中引入参比电极：

10、划开圆柱卷芯的终止胶，打开圆柱卷芯一段距离，打开的距离只要能够将参比电极包裹锂片的端部贴进去即可，不需要打开特别长；打开之后，将参比电极包裹锂片的端部固定到圆柱卷芯打开部分的内侧极片上，并用第一隔膜覆盖参比电极包裹锂片的端部；参比电极的自由端沿垂直于带圆柱卷芯轴线的方向露出圆柱卷芯；将圆柱卷芯打开部分再次卷绕并缠绕一圈终止胶带，将圆柱卷芯重新卷绕好；

11、延长圆柱卷芯的极耳：

12、圆柱卷芯的正极端焊接正延长极耳，圆柱卷芯的负极端焊接负延长极耳；正延长极耳使用铝极耳，负延长极耳使用铜镍极耳；使用小型手动焊接枪进行焊接即可；

13、铝塑膜封装得到锂离子电池三电极结构：

14、将引入参比电极、延长极耳之后的圆柱卷芯放到两片铝塑膜之间，两片铝塑膜的接触处热封；且参比电极的自由端、正延长极耳的自由端、负延长极耳的自由端分别露出铝塑膜。片状的铝塑膜上下贴合对圆柱卷芯进行封装，正延长极耳、负延长极耳和参比电极都在两个铝塑膜没有热封的时候就露在外面，封装后除了三电极露出部分，其余都被铝塑膜包裹，三电极的露出都不需要进行打孔，而且封装时使用热封简单且易操作。

15、作为本发明的一种优选方案，参比电极的自由端、正延长极耳的自由端、负延长极耳的自由端在露出铝塑膜的部位设置有高温胶。两片铝塑膜在热封前，先将参比电极、正延长极耳、负延长极耳用高温胶进行固定，避免热封时出现错位。

16、作为本发明的一种优选方案，所述锂片的厚度为1mm，长度为20mm，宽度20mm；所述铜丝的直径为10μm -50μm，长度为150mm，铜丝两裸露端的长度为10mm-20mm。

17、作为本发明的一种优选方案，铝塑膜封装后，检测锂离子电池三电极结构各电极之间的初始电压是否正常；若正常则对锂离子电池三电极结构充电，降低负极电位；充电完成后静置，使锂离子电池三电极结构的电解液完全浸润极片。

18、本发明对圆柱卷芯制作三电极时简单快捷，参比电极是打开圆柱卷芯后粘贴后再恢复卷绕，并对圆柱卷芯的正极耳负极耳进行延长，最后使用两片铝塑膜进行封装，参比电极、正负极耳都是直接露在封装之外的，制作三电极的过程不需要使用电池专业设备，能够很容易就能制作，不破坏圆柱卷芯自身结构，而且适用于不同型号不同尺寸的圆柱电池。

技术特征：

1.一种圆柱锂离子电池三电极结构，其特征在于：包括铝塑膜（1）、圆柱卷芯（2）、正延长极耳（3）、负延长极耳（4）和参比电极（5）；正延长极耳（3）与圆柱卷芯（2）的正极焊接；负延长极耳（4）与圆柱卷芯（2）的负极焊接；所述参比电极（5）的一端贴附在圆柱卷芯（2）的内侧极片上；参比电极（5）的自由端沿垂直于圆柱卷芯（2）轴线的方向伸出圆柱卷芯（2）；铝塑膜（1）将圆柱卷芯（2）、正延长极耳（3）、负延长极耳（4）和参比电极（5）封装在内，且正延长极耳（3）的自由端、负延长极耳（4）的自由端和参比电极（5）的自由端露出铝塑膜（1）外。

2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池三电极结构，其特征在于：所述的参比电极（5）包括具有绝缘漆的铜丝（51），铜丝（51）的两端部均为裸露端，其中一裸露端包裹有锂片（52）形成锂片包裹端，另一裸露端为自由端；锂片包裹端位于圆柱卷芯（2）的内侧极片上。

3.根据权利要求2所述的圆柱锂离子电池三电极结构，其特征在于：所述锂片（52）的厚度为1mm；所述铜丝的直径为10μm -50μm。

4.一种圆柱锂离子电池三电极制作方法，其特征在于，步骤为：

5.根据权利要求4所述的圆柱锂离子电池三电极制作方法，其特征在于：参比电极的自由端、正延长极耳的自由端、负延长极耳的自由端在露出铝塑膜的部位设置有高温胶。

6.根据权利要求4或5所述的圆柱锂离子电池三电极制作方法，其特征在于：所述锂片的厚度为1mm，所述铜丝的直径为10μm -50μm。

7.根据权利要求4或5所述的圆柱锂离子电池三电极制作方法，其特征在于：铝塑膜封装后，检测锂离子电池三电极结构各电极之间的初始电压是否正常；若正常则对锂离子电池三电极结构充电，降低负极电位；充电完成后静置，使锂离子电池三电极结构的电解液完全浸润极片。

技术总结本发明公开了一种圆柱锂离子电池三电极结构及其制作方法，包括铝塑膜、圆柱卷芯、正延长极耳、负延长极耳和参比电极；正延长极耳与圆柱卷芯的正极焊接；负延长极耳与圆柱卷芯的负极焊接；所述参比电极的一端贴附在圆柱卷芯的内侧极片上；参比电极的自由端沿垂直于圆柱卷芯轴线的方向伸出圆柱卷芯；铝塑膜将圆柱卷芯、正延长极耳、负延长极耳和参比电极封装在内，且正延长极耳的自由端、负延长极耳的自由端和参比电极的自由端露出铝塑膜外。本发明对圆柱卷芯制作三电极时简单快捷，参比电极是打开圆柱卷芯后粘贴后再恢复卷绕，并对圆柱卷芯的正极耳负极耳进行延长，最后使用两片铝塑膜进行封装，参比电极、正负极耳都是直接露在封装之外的，制作三电极的过程不需要使用电池专业设备，能够很容易就能制作，不破坏圆柱卷芯自身结构，而且适用于不同型号不同尺寸的圆柱电池。技术研发人员：狄胜利,姜巍,郭仓,邢四军受保护的技术使用者：郑州比克电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2